EP0178250A2 - Magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schaltgerät mit einer Einstellvorrichtung - Google Patents

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EP0178250A2
EP0178250A2 EP85730125A EP85730125A EP0178250A2 EP 0178250 A2 EP0178250 A2 EP 0178250A2 EP 85730125 A EP85730125 A EP 85730125A EP 85730125 A EP85730125 A EP 85730125A EP 0178250 A2 EP0178250 A2 EP 0178250A2
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magnetic
pole
current
magnetic yoke
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Siemens AG
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7463—Adjusting only the electromagnetic mechanism
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2472—Electromagnetic mechanisms with rotatable armatures

Definitions

  • the invention relates to a magnetically acting triggering device for a switching device with a magnetic yoke that can be excited by the current to be monitored and an armature that is arranged to be movable relative to the magnetic yoke, and with an adjusting device for influencing the response current, the adjusting device being the distance of the armature from the pole face of the magnetic yoke and determines the size of the restoring force acting on the armature
  • a triggering device of this type is known for example from US-A-3775713 or DE-B-2625894.
  • the current that triggers a movement of the armature against all forces acting on it and thereby releases the latching device of the switching device for the purpose of separating its contact members is to be regarded as the tripping current.
  • the tripping current depends above all on the distance of the armature from the associated yoke and on the restoring force which the armature strives to move to its rest position. Both variables are therefore equally suitable both for the operational setting of the tripping current and for calibration.
  • Calibration in the context of the invention is to be understood as the definition of a lower and an upper limit value of the tripping current.
  • the tripping current can be selected within these limit values by means of a setting device that can be used for operational purposes.
  • the invention is based on the object of enabling simple calibration of an upper and a lower limit value of the tripping current as easily as possible.
  • the magnetic yoke can be composed of iron parts, the pole faces of which are arranged to be relatively adjustable.
  • the magnetic yoke is E-shaped and that the central magnetic pole of the magnetic yoke, which is enclosed by a coil, is adjustable relative to the outer poles.
  • the path of the armature is limited either by the outer poles or the middle pole
  • FIG. 1 shows a view of a pole of a circuit breaker with the housing cover removed in order to illustrate the magnetic tripping device according to the invention.
  • FIG. 2 is a simplified side view of a magnetic high of the triggering device.
  • FIG. 3 is a top view of the triggering device according to FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a view of the magnetic yoke of the release device according to FIG. 2 from below
  • FIG. 5 is a view of the magnetic yoke according to FIG. 2 looking towards the left side in FIG. 2;
  • FIG. 6 shows a detail of a middle magnetic poise of the magnetic yoke according to FIG. 5.
  • the pole 10 of a low-voltage circuit breaker shown in FIG. 1 is shown with the cover removed in order to make the inner parts of the circuit breaker visible.
  • the pole 10 has a magnetic arrangement 12, an adjusting lever 14, a release lever 16, a movable contact arrangement 18, a fixed contact arrangement 20 and a drive device 22 with an actuating handle 24.
  • the actuating handle 24 can be moved between an on position and an off position. When the operating handle 24 is in the closed position, the movable contact assembly 18 and the fixed contact assembly 20 touch and form a path for the current flowing through the circuit breaker.
  • the circuit breaker can be operated manually by operating the operating handle 24 or by actuation of the release lever 16 can be opened when the contacts 18 and 20 are in the closed position.
  • the magnetic arrangement comprises a magnetic yoke 26 with side parts 27 serving as pole shoes, an armature 28, a non-magnetic bracket 29 attached to the magnetic yoke 26 for the pivotable mounting of the armature 28 and an adjusting screw 30.
  • the adjusting screw 30 is in one Part of the magnetic yoke 26 screwed.
  • One end of the screw 30 is accessible through an opening in the housing part 11 of the pole 10.
  • a coil spring 32 engages. The end of the coil spring 32 engaging the armature 28 pulls the armature 28 away from the magnetic yoke 26 and from the release lever 16.
  • the other end of the armature 28 faces the setting lever 14.
  • the armature 28 Due to a current flow that magnetizes the magnet yoke 26, the armature 28 is attracted towards the side parts 27 of the magnet yoke 26. Since the armature 28 is pivotally mounted on the bracket 29, movement of one end of the armature 28 in the direction of the magnet yoke 26 causes movement of the other end of the armature in the direction of the release lever 16 against the force of the spring 32. The size the force exerted on the armature by the spring can be adjusted within certain limits by means of the adjusting screw 30. The proximity of the armature 28 toward the pole faces of the magnet yoke 26 can be set within certain limits by the adjustment of the position of the adjustment lever 1. 4
  • circuit breaker z. B. has a nominal current of 1 00 amperes.
  • the same switch can then have a rating for instantaneous triggering in the range from approximately 300 to 1000 amperes.
  • the position of the setting lever 14 is related to the setting of the tripping current and is controlled by rotating a cam. Thus the setting of the tripping current is selected in steps between the low and the high setting value
  • the actuation of the adjusting lever 14 moves the armature in the direction of the magnetic yoke 26 or away from it, which has the effect of reducing the current required to trigger the switch or increasing the current.
  • the adjusting screw 32 can be used to adjust the spring 32 force exerted on the armature can be used, since the movement of the armature in the direction of the magnetic yoke 26 takes place against the action of the spring 32.
  • the two settings mentioned do not directly change the strength of the magnetic field; instead, these settings change the distance of the armature from the magnet yoke 26.
  • the adjustment screw 30 directly and arbitrarily affects the spring force acting on the armature 28.
  • the magnetic arrangement also includes a coil 34 and a central magnetic pole 36 which is attached to the magnetic yoke 26, as a result of which the magnetic yoke as a whole is given an E-shaped shape middle magnetic pole 36 is adjustable by means of a screw 40 (FIGS. 2, 4 and 5) in order to be able to set the current precisely, in which the armature 28 is moved from the first to the second position.
  • the magnetic yoke 26 could also be displaceable when the magnetic pole 36 is stationary.
  • the coil 34 is wound with precise manufacturing tolerances in a known manner on a non-magnetic coil body 38.
  • the coil body 38 and the magnetic pole 36 are then attached together to the magnetic yoke 26.
  • the central magnetic pole 36 is preferably stronger than that formed by the side parts 27 Outer Poles of Magnetic Assembly 12 Formed
  • the adjustable arrangement of the central magnetic pole is sized such that magnetic pole 36 in Fig. 5 can be vertically shifted approximately 2.54 mm (0.1 inches), which increases the trip current by approximately at the low setting 20% changed.
  • the magnetic pole 36 is shown a dimension A behind the side parts 27
  • the low setting can be adjusted first using the adjusting screw 40 and then the high setting using the screw 32, which has no discernible influence on the low setting value
  • the shape of the end of the central magnetic pole 36 according to FIG. 6 so that the magnetic flux is concentrated on the center of the magnetic pole 36. This causes a change in the opening current over the adjustment range of the screw 40 and thus of the magnetic pole 36. In this way, once the high trigger value has been set, the low setting can be made by turning the screw 40 around the central magnetic pole 36 to raise or lower and thereby increase or decrease the magnetic field strength and the attraction force for the armature 28.

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Abstract

Eine magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schattgerât weist ein von dem zu überwachenden Strom erregbares Magnetjoch (26) von E-förmger Gestalt auf. Der mittlere Pol wird hierbei durch einen von einer Spule (34) umgebenen Magnetpol (36) gebifdet, der zur Veränderung der auf einen Anker der Auslösevorrichtung wirkenden Magnetkraft verstellbar ausgebildet ist. Die Einstellbarkeit kann vorzugsweise entsprechend einer Veränderung des Auslösestromes von etwa 20 % bemessen sein. Die Einstellbarkeit des mittleren Magnetpoles (36) gestattet die Veränderung des Auslösestromes unabhängig von üblichen Einstellmitteln, beispielsweise einer an dem Anker angreifenden Rückzugfeder (32) und/oder einer Vorrichtung zur Veränderung des Abstandes des Ankers von dem Magnetjoch (26).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schaltgerät mit einem von dem zu überwachenden Strom erregbaren Magnetjoch und einem relativ zu dem Magnetjoch bewegbar angeordneten Anker sowie mit einer Einstellvorrichtung zur Beeinflussung des Ansprechstromes, wobei die Einstellvorrichtung den Abstand des Ankers von der Polfläche des Magnetjoches sowie die Größe der auf den Anker wirkenden Rückstellkraft bestimmt
  • Eine Auslösevorrichtung dieser Art ist beispielsweise durch die US-A-3775713 oder die DE-B-2625894 bekannt geworden. Bei diesen Auslösevorrichtungen ist als Auslösestrom derjenige Strom zu betrachten, der eine Bewegung des Ankers entgegen allen auf ihn wirkenden Kräften bewirkt und dabei die Verklinkung des Schaltgerätes zwecks Trennung seiner Kontaktglieder löst. Der Auslösestrom hängt vor allem von dem Abstand des Ankers von dem zugehörigen Joch und von der Rückstellkraft ab, die den Anker in seine Ruhelage zu bewegen bestrebt ist Beide Größen sind daher gleichermaßen sowohl zur betriebsmäßigen Einstellung des Auslösestromes als auch zur Kalibrierung geeignet. Hierbei ist unter Kalibrierung im Rahmen der Erfindung die Festlegung eines unteren und eines oberen Grenzwertes des Auslösestromes zu verstehen. Innerhalb dieser Grenzwerte läßt sich der Auslösestrom durch eine betriebsmäßig zu benutzende Einstellvorrichtung wählen.
  • In der Praxis bereitet es Schwierigkeiten, den unteren Grenzwert des Auslösestromes unabhängig von dem oberen Grenzwert zu kalibrieren, da beide Werte an dem Anker der Auslösevorrichtung vorgenommen werden müssen. Wird daher der Luftspalt des Ankers verändert, so ist hiermit auch eine Änderung der Spannung der Rücksteltfeder des Ankers verbunden.
  • Der Erfindung liegt ausgehend von einer Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, eine möglichst unabhängige Kalibrierung eines oberen und eines unteren Grenzwertes des Auslösestromes mit einfachen Mitteln zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß ein die auf den Anker wirkende Magnetkraft veränderndes Stellglied vorgesehen sind. Auf diese Weise verbleiben der Weg des Ankers aus seiner Ruhelage bis zum Betätigen eines Auslöseorgans und die Federspannung als unabhängige Mittel für eine betriebsmäßig zu benutzende Einstellvorrichtung.
  • Zur Bildung des Stellgliedes kann das Magnetjoch aus Eisenteilen zusammengesetzt sein, deren Polflächen relativ verstellbar angeordnet sind.
  • Dies kann in vorteilhafter Weise derart verwirklicht werden, daß das Magnetjoch E-förmig gestaltet ist und daß der von einer Spule umschlossene mittlere Magnetpol des Magnetjoches relativ zu den äußeren Polen einstellbar ist. Je nach der gewählten Einstellung ist der Weg des Ankers hierbei entweder durch die äußeren Pole oder den mittleren Pol begrenzt
  • Die Einstellbarkeit des mittleren Magnetpoles des Magnetjoches erschwert die Herstellung der Auslösevorrichtung nur unwesentlich. Es erweist sich nämlich, daß es lediglich erforderlich ist, eine relative Verschiebbarkeit der Teile entsprechend einer Veränderung des Auslösestromes von etwa 20 % vorzusehen. Dies führt zu leicht zu beherrschenden Stellwegen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Die Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Poles eines Leistungsschalters mit abgenommenem Gehäusedeckel, um die magnetische Auslösevorrichtung nach der Erfindung zu verdeutlichen.
  • Die Figur 2 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines Magnethoches der Auslösevorrichtung.
  • Die Figur 3 ist eine Draufsicht der Auslösevorrichtung nach der Fig. 2.
  • In der Figur 4 ist eine Ansicht des Magnetjoches der Auslösevorrichtung nach der Figur 2 von unten dargestellt
  • Die Figur 5 ist eine Ansicht des Magnetjoches nach der Figur 2 mit Blickrichtung auf die linke Seite in Fig. 2;
  • und Figur 6 zeigt eine Einzelheit eines mittleren Magnetpoies des Magnetjoches nach der Figur 5.
  • Der in der Figur 1 gezeigte Pol 10 eines Niederspannungs-Leistungsschalters ist mit abgenommener Abdeckung dargestellt, um die inneren Teile des Leistungsschalters sichtbar zu machen. Der Pol 10 weist eine magnetische Anordnung 12 auf, einen Einstellhebel 14, einen Auslösehebel 16, eine bewegbare Kontaktanordnung 18, eine feststehende Kontaktanordnung 20 und eine Antriebsvorrichtung 22 mit einem Betätigungshandgriff 24. Der Betätigungshandgriff 24 ist zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung bewegbar. Wenn sich der Betätigungshandgriff 24 in der Einschaltstellung befindet, berühren sich die bewegbare Kontaktanordnung 18 und die feststehende Kontaktanordnbung 20 und bilden einen Weg für den durch den Leistungsschalter fließenden Strom.
  • Wenn sich der Betätigungshandgriff 24 in der Ausschaltstellung befindet, ist zwischen der bewegbaren Kontaktanordnung 18 und der feststehenden Kontaktanordnung 20 ein Zwischenraum vorhanden, so daß kein Strom durch den Leistungsschalter fließt Wie allgemein bekannt, kann der Leistungsschalter von Hand durch eine Bedienung des Betätigungshandgriffes 24 oder durch eine Betätigung des Auslösehebels 16 geöffnet werden, wenn sich die Kontakte 18 und 20 in der geschlossenen Stellung befinden.
  • Die magnetische Anordnung umfaßt ein Magnetjoch 26 mit als Polschuhe dienenden Seitenteilen 27, einen Anker 28, einen an dem Magnetjoch 26 zur schwenkbaren Lagerung des Ankers 28 angebrachten unmagnetischen Bügel 29 und eine Einstellschraube 30. Wie die Figur 1 zeigt, ist die Einstellschraube 30 in einem Teil des Magnetjoches 26 einschraubbar. Das eine Ende der Schraube 30 ist durch eine Öffnung in dem Gehäuseteil 11 des Poles 10 zugänglich. An dem anderen Ende der Einstellschraube 30 greift eine Schraubenfeder 32 an. Das an dem Anker 28 angreifende Ende der Schraubenfeder 32 zieht den Anker 28 von dem Magnetjoch 26 und von dem Auslösehebel 16 weg. Das andere Ende des Ankers 28 steht dem Einstellhebei 14 gegenüber. Aufgrund eines Stromflusses, der das Magnetjoch 26 magnetisiert, wird der Anker 28 in Richtung auf die Seitenteile 27 des Magnetjoches 26 angezogen. Da der Anker 28 an dem Bügel 29 schwenkbar gelagert ist, bewirkt eine Bewegung des einen Endes des Ankers 28 in Richtung auf das Magnetjoch 26 eine Bewegung des anderen Endes des Ankers in der Richtung auf den AuslÖsehebel 16 entgegen der Kraft der Feder 32. Die Größe der durch die Feder auf den Anker ausgeübten Kraft kann in gewissen Grenzen durch die Einstellschraube 30 justiert werden. Die Nähe des Ankers 28 zu den Polflächen des Magnetjoches 26 kann in gewissen Grenzen durch die Einstellung der Lage des Einstellhebels 14 eingerichtet werden.
  • Es sei nun angenommen, daß der Leistungsschalter z. B. einen Nennstrom von 100 Ampere besitzt. Derselbe Schalter kann dann eine Bemessung für Sofortauslsung im Bereich von etwa 300 bis 1000 Ampere besitzen. Die Stellung des Einstellhebels 14 steht im Zusammenhang mit der Einstellung des Auslsestromes und wird durch Drehung eines Nockens gesteuert. Somit wird die Einstellung des Auslöaestromes in Stufen zwischen dem niedrigen und dem hohen Einstellwert gewählt
  • Die Betätigung des Einstellhebels 14 bewegt den Anker in Richtung auf das Magnetjoch 26 oder von diesem weg, was sich als eine Verringerung des zur Auslösung des Schalters bentigten Stromes oder im Sinne einer Vergrößerung dieses Stromes auswirkt Andererseits kann die Einstellschraube 32 zur Einstellung der von der Feder 32 auf den Anker ausgeübten Kraft benutzt werden, da die Bewegung des Ankers in Richtung auf das Magnetjoch 26 entgegen der Wirkung der Feder 32 stattfindet. Wenn die Anzugskraft des Ankers 28 die Kraft der Feder 32 überwindet, trifft das mit der Feder verbundene Ende des Ankers 28 auf den Auslösehebel 16 und löst den Pol 10 aus.
  • Die beiden erwähnten Einstellungen verändern nicht direkt die Stärke des magnetischen Feldes; statt dessen ändern diese Einstellungen den Abstand des Ankers von dem Magnetjoch 26. Die Einstellschraube 30 beeinflußt die auf den Anker 28 wirkende Federkraft direkt und willkürlich.
  • Wie den Figuren 1 bis 5 zu entnehmen ist, gehört zu der magnetischen Anordnung außer dem Magnetjoch 26 noch eine Spule 34 und ein mittlerer Magnetpol 36, der an dem Magnetjoch 26 angebracht ist, wodurch das Magnetjoch insgesamt eine E-förmige Gestalt erhält Vorzugsweise ist der mittlere Magnetpol 36 mittels einer Schraube 40 (Figuren 2, 4 und 5) einstellbar ausgebildet, um den Strom genau einstellen zu können, bei dem der Anker 28 aus der ersten in die zweite Stellung bewegt wird. Stattdessen könnte auch das Magnetjoch 26 bei feststehendem Magnetpol 36 verschiebbar sein.
  • Die Spule 34 ist mit genauen Fertigungstoleranzen in bekannter Weise auf einen unmagnetischen Spulenkörper 38 gewickelt Der Spulenkörper 38 und der Magnetpol 36 werden dann gemeinsam an dem Magnetjoch 26 angebracht Wie die Figuren zeigen, ist der mittlere Magnetpol 36 vorzugsweise stärker als die durch die Seitenteile 27 gebildeten äußeren Pole der magnetischen Anordnung 12 ausgebildet Die einstellbare Anordnung des mittleren Magnetpoles ist so bemessen, daß der Magnetpol 36 in Fig. 5 vertikal etwa 2,54 mm (0,1 Zoll) verschoben werden kann, was den Auslösestrom bei dem niedrigen Einstellwert um etwa 20 % verändert. In der Figur 5 ist der Magnetpol 36 gegenüber den Seitenteilen 27 um ein Maß A zurückstehend dargestellt
  • Obwohl die Wirkungsweise der Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung klar hervorgeht, sollte betont werden, daß die niedrige Einstellung zunächst durch Benutzung der Einstellschraube 40 und anschließend die hohe Einstellung unter Verwendung der Schraube 32 eingestellt werden kann, was auf den niedrigen Einstellwert keinen wahrnehmbaren Einfluß hat
  • Es ist möglich und unter Umständen vorzuziehen, die Form des Endes des mittleren Magnetpoles 36 gemäß der Figur 6 so zu wählen, daß der Magnetfluß auf die Mitte des Magnetpoles 36 konzentriert wird. Dies bewirkt eine Änderung des Öffnungsstromes über den Einstellbereich der Schraube 40 und damit des Magnetpoles 36. Auf diese Weise kann, wenn die Einstellung des hohen Auslösewertes erst einmal vorgenommen ist, die niedrige Einstellung durch Drehen der Schraube 40 vorgenommen werden, um den mittleren Magnetpol 36 anzuheben oder abzusenken und hierdurch die magnetische Feldstärke und die Anzugskraft für den Anker 28 zu erhöhen oder zu erniedrigen.
  • Eine Änderung der Stellung des mittleren Poles 36 zu dem Rahmen 26 verändert nicht die Spannung der Feder 32. Die einzige Variable ist die magnetische Feldstärke, die sich mit der Stellung des mittleren Magnetpoles 36 ändert

Claims (4)

1. Magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schaltgerät mit einem von dem zu überwachenden Strom erregbaren Magnetjoch (26) und einem relativ zu dem Magnetjoch (26) bewegbar angeordneten Anker (28) sowie mit einer Einstellvorichtung (14, 30, 32) zur Beeinflussung des Ansprechstromes, wobei die Einstellvorrichtung den Abstand des Ankers (28) von der Polfläche des Magnetjoches (26) sowie die Größe der auf den Anker (28) wirkenden Rückstellkraft (Feder 32) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein die auf den Anker (28) wirkende Magnetkraft veränderndes Stellglied (Magnetpol 36, Schraube 40) vorgesehen ist.
2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch aus Eisenteilen (Rahmen 26, Magnetpol 36) zusammengesetzt ist, deren Polflächen relativ zueinander verstellbar angeordnet sind.
3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch E-förmig gestaltet ist und der von einer Spule (34) umschlossene mittlere Magnetpol (36) relativ zu den äußeren Polen (Seitenteile 27) einstellbar ist.
4. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verschiebbarkeit der Eisenteile entsprechend einer Veränderung des Auslösestromes von etwa 20 % bemessen ist.
EP85730125A 1984-10-01 1985-09-17 Magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schaltgerät mit einer Einstellvorrichtung Expired EP0178250B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US656230 1984-10-01
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EP0178250A3 EP0178250A3 (en) 1987-03-11
EP0178250B1 EP0178250B1 (de) 1989-12-20

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EP85730125A Expired EP0178250B1 (de) 1984-10-01 1985-09-17 Magnetisch wirkende Auslösevorrichtung für ein Schaltgerät mit einer Einstellvorrichtung

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EP (1) EP0178250B1 (de)
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